Thời gian gần đây, nhiều khách hàng đến Olukey để tư vấn về MOSFET sẽ đặt ra câu hỏi làm sao để chọn được MOSFET phù hợp? Về câu hỏi này Olukey sẽ giải đáp cho mọi người.
Trước hết chúng ta cần hiểu nguyên lý hoạt động của MOSFET. Chi tiết về MOSFET đã được giới thiệu chi tiết trong bài viết trước “Transitor hiệu ứng trường MOS là gì”. Nếu vẫn chưa rõ thì bạn có thể tìm hiểu về nó trước. Nói một cách đơn giản, MOSFET thuộc nhóm linh kiện bán dẫn điều khiển bằng điện áp có ưu điểm là điện trở đầu vào cao, độ ồn thấp, tiêu thụ điện năng thấp, dải động lớn, tích hợp dễ dàng, không có sự cố thứ cấp và phạm vi hoạt động an toàn lớn.
Vậy chúng ta nên lựa chọn như thế nào cho đúngMOSFET?
1. Xác định nên sử dụng MOSFET kênh N hay kênh P
Đầu tiên, chúng ta nên xác định xem nên sử dụng MOSFET kênh N hay kênh P, như hình dưới đây:
Như có thể thấy từ hình trên, có sự khác biệt rõ ràng giữa MOSFET kênh N và kênh P. Ví dụ: khi MOSFET được nối đất và tải được kết nối với điện áp nhánh, MOSFET sẽ tạo thành một công tắc phía điện áp cao. Tại thời điểm này, nên sử dụng MOSFET kênh N. Ngược lại, khi MOSFET được kết nối với bus và tải được nối đất, công tắc phía thấp sẽ được sử dụng. MOSFET kênh P thường được sử dụng trong một cấu trúc liên kết nhất định, điều này cũng là do các cân nhắc về truyền động điện áp.
2. Điện áp bổ sung và dòng điện bổ sung của MOSFET
(1). Xác định điện áp bổ sung theo yêu cầu của MOSFET
Thứ hai, chúng tôi sẽ xác định thêm điện áp bổ sung cần thiết cho ổ điện áp hoặc điện áp tối đa mà thiết bị có thể chấp nhận. Điện áp bổ sung của MOSFET càng lớn. Điều này có nghĩa là yêu cầu lựa chọn MOSFTVDS càng lớn thì điều đặc biệt quan trọng là phải thực hiện các phép đo và lựa chọn khác nhau dựa trên điện áp tối đa mà MOSFET có thể chấp nhận. Tất nhiên, nói chung, thiết bị di động là 20V, nguồn điện FPGA là 20 ~ 30V và 85 ~ 220VAC là 450 ~ 600V. MOSFET do WINSOK sản xuất có điện trở mạnh và phạm vi ứng dụng rộng rãi, được đa số người dùng ưa chuộng. Nếu bạn có bất kỳ nhu cầu nào, vui lòng liên hệ với bộ phận chăm sóc khách hàng trực tuyến.
(2) Xác định dòng điện bổ sung theo yêu cầu của MOSFET
Khi các điều kiện điện áp danh định cũng được chọn, cần xác định dòng điện định mức mà MOSFET yêu cầu. Cái gọi là dòng điện định mức thực chất là dòng điện tối đa mà tải MOS có thể chịu được trong mọi trường hợp. Tương tự như trường hợp điện áp, hãy đảm bảo MOSFET bạn chọn có thể xử lý một lượng dòng điện bổ sung nhất định, ngay cả khi hệ thống tạo ra dòng điện tăng vọt. Hai điều kiện hiện tại cần xem xét là các dạng liên tục và các xung đột biến. Ở chế độ dẫn liên tục, MOSFET ở trạng thái ổn định, khi dòng điện tiếp tục chạy qua thiết bị. Xung tăng đột biến đề cập đến một lượng nhỏ xung điện (hoặc dòng điện cực đại) chạy qua thiết bị. Sau khi xác định được dòng điện tối đa trong môi trường, bạn chỉ cần trực tiếp chọn một thiết bị có thể chịu được dòng điện tối đa nhất định.
Sau khi chọn dòng điện bổ sung, mức tiêu thụ dẫn điện cũng phải được xem xét. Trong tình huống thực tế, MOSFET không phải là một thiết bị thực tế vì động năng bị tiêu hao trong quá trình dẫn nhiệt, được gọi là tổn thất dẫn nhiệt. Khi MOSFET "bật", nó hoạt động giống như một điện trở thay đổi, được xác định bởi RDS(ON) của thiết bị và thay đổi đáng kể khi đo. Công suất tiêu thụ của máy có thể được tính bằng Iload2×RDS(ON). Vì điện trở phản hồi thay đổi theo phép đo nên mức tiêu thụ điện năng cũng sẽ thay đổi tương ứng. Điện áp VGS cấp vào MOSFET càng cao thì RDS(ON) sẽ càng nhỏ; ngược lại, RDS(ON) sẽ càng cao. Lưu ý rằng điện trở RDS(ON) giảm nhẹ theo dòng điện. Sự thay đổi của từng nhóm thông số điện cho điện trở RDS (ON) có thể tham khảo trong bảng lựa chọn sản phẩm của nhà sản xuất.
3. Xác định yêu cầu làm mát mà hệ thống yêu cầu
Điều kiện tiếp theo được đánh giá là yêu cầu tản nhiệt mà hệ thống yêu cầu. Trong trường hợp này, cần xem xét hai tình huống giống nhau, đó là trường hợp xấu nhất và tình huống thực tế.
Về tản nhiệt MOSFET,Olukeyưu tiên giải pháp cho tình huống xấu nhất, vì một tác động nhất định đòi hỏi biên độ bảo hiểm lớn hơn để đảm bảo hệ thống không bị lỗi. Có một số dữ liệu đo cần chú ý trên bảng dữ liệu MOSFET; nhiệt độ điểm nối của thiết bị bằng số đo điều kiện tối đa cộng với tích của điện trở nhiệt và công suất tiêu tán (nhiệt độ điểm nối = số đo điều kiện tối đa + [điện trở nhiệt × công suất tiêu tán]). Công suất tiêu tán tối đa của hệ thống có thể được giải theo một công thức nhất định, tương tự như định nghĩa I2×RDS (ON). Chúng tôi đã tính toán dòng điện tối đa sẽ đi qua thiết bị và có thể tính RDS (ON) theo các phép đo khác nhau. Ngoài ra, việc tản nhiệt của bảng mạch và MOSFET của nó cũng phải được quan tâm.
Sự cố tuyết lở có nghĩa là điện áp ngược trên thành phần bán siêu dẫn vượt quá giá trị tối đa và tạo thành từ trường mạnh làm tăng dòng điện trong thành phần. Việc tăng kích thước chip sẽ cải thiện khả năng chống sập do gió và cuối cùng là cải thiện độ ổn định của máy. Vì vậy, việc chọn gói lớn hơn có thể ngăn chặn tuyết lở một cách hiệu quả.
4. Xác định hiệu suất chuyển mạch của MOSFET
Điều kiện phán đoán cuối cùng là hiệu suất chuyển mạch của MOSFET. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chuyển mạch của MOSFET. Những thông số quan trọng nhất là ba thông số thoát điện cực, nguồn điện cực và nguồn thoát. Tụ điện được tích điện mỗi khi nó chuyển mạch, điều đó có nghĩa là tổn thất chuyển mạch xảy ra trong tụ điện. Do đó, tốc độ chuyển mạch của MOSFET sẽ giảm, ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị. Vì vậy, trong quá trình lựa chọn MOSFET cũng cần phán đoán và tính toán tổng tổn thất của thiết bị trong quá trình chuyển mạch. Cần tính toán tổn thất trong quá trình bật (Eon) và tổn thất trong quá trình tắt. (Eoff). Tổng công suất của công tắc MOSFET có thể được biểu thị bằng phương trình sau: Psw = (Eon + Eoff) × tần số chuyển mạch. Điện tích cổng (Qgd) có tác động lớn nhất đến hiệu suất chuyển mạch.
Tóm lại, để chọn MOSFET phù hợp, cần đưa ra phán đoán tương ứng từ bốn khía cạnh: điện áp bổ sung và dòng điện bổ sung của MOSFET kênh N hoặc MOSFET kênh P, yêu cầu tản nhiệt của hệ thống thiết bị và hiệu suất chuyển mạch của MOSFET.
Hôm nay đó là tất cả về cách chọn MOSFET phù hợp. Tôi hy vọng nó có thể giúp bạn.
Thời gian đăng: 12-12-2023
